L'actualite les sujets dans celui-la que les regimes de transition et les proces d'onde les accompagnant deviennent la raison de la destruction des conduites, De l'armature, la casse des pompes ou d'autres violations du travail normal des engins a pompes. Ainsi, la reduction du danger des chocs hydrauliques permet d'augmenter la securite et l'efficacite du travail des systemes de bonification que dans un plus large plan, augmentera leur competitivite.
La scientifique l'importance Les travaux comprend dans celui-la que le probleme de la protection contre le choc hydraulique Se decide en plusieurs cas non economement, par voie de l'augmentation de la reserve de solidite des tubes. Dit s'exprime dans une grande mesure par le compte incorrect des hydrocoups et par la structure imparfaite des installations proposees pour la protection des conduites des hesitations de la pression.
La valeur pratique des resultats du travail. On peut realiser la protection des systemes hydrauliques contre les chocs hydrauliques dans le cas total par deux voies : par l'influence directe sur l'installation provoquant le changement de la vitesse du flux dans la transition, et l'application des installations speciales, qui provoquent la reduction artificielle du module de l'acceleration du mouvement du liquide. La premiere voie, comme prophylactique, il faut trouver preferable a l'elaboration des mesures protectrices, cependant lui est employee seulement aux regimes planifies de transition. La protection des systemes hydrauliques par voie de la faille de la partie du liquide transporte est l'accueil le plus repandu et universel de la reduction artificielle de la valeur du choc hydraulique. Les installations accomplissant la fonction donnee, on peut diviser sur clape, les membranes explosives et переливные les colonnes. Les membranes, en etant les installations разового les actions, au fonctionnement de qui опорожнялся peserais etant devenu, n'ont pas trouve l'application. Les colonnes perelivnye en rapport avec de grandes pressions et la hauteur considerable geodesique des systemes examines non plus sont appliquees. Les clapets pour la protection contre les coups de belier on peut diviser sur les clapets de surete et les clapets special anti-belier. Les clapets de surete possedent une serie des manques caracteristiques. C'est une grande difference des pressions de l'ouverture et la fermeture du clapet, la constance du reglage des clapets de surete ne permet pas optimum d'eteindre les coups de belier commencant par la baisse de la pression, car ils ne reagissent pas a l'effet de la reduction de la pression dans la conduite au moment de l'onde negative. Un grand groupe des installations, qui reagissent a la baisse de la pression dans le systeme c'est les structures de Radchenko G. I, Papina V. M, Timochenko G.М, etc. Les manques communes de ces installations est ce qu'ils peuvent ouvrir le clapet vidoir a la reduction de la pression pour d'autres raisons, en consequence de la depressurisation de la conduite ou les fuites dans clapet de non-retour au stationnement de la pompe et ne reagissent pas a l'augmentation de la pression. Cependant, tout plus la propagation est recue par les structures reagissant a la derivee positive de la pression par temps qu'est explique leur universalite. La plupart des clapets anti-belier de l'action directe a l’organe d'obturation qui est simultanement l'element sensible. Cela contribue a une haute velocite fonctionnement du dispositif, et a la possibilite facile d'assurer le vidange minimum necessaire pour la suppression du coup de belier du liquide transporte. En meme temps la dependance entre la sensibilite et l'effort d’etancheite sur le clapet amene a ce que la sensibilite demandee du dispositif definit a la conception l'effort possible d’etancheitv au clapet, qui arrive par l'insuffisant.
On passait les etudes et les comptes des chocs hydrauliques.
Le choc hydraulique depend de plusieurs facteurs : de la loi du changement de la vitesse du flux, la longueur et l'aspect de la conduite, le document et la geometrie des tubes, le milieu transporte etc. Le compte les amene a la complication des comptes et n'est pas toujours argumente.
Figure 1 - Le schema de compte du systeme hydraulique: 1 - la pompe; 2 - la vanne; 3 - le clapet de non-retour; 4 - la conduite de refoulement; 5 - le reservoir
On sait que le coup de belier dans les conduites est commence par le changement rapide de la vitesse du mouvement de l'eau qu'est accompagne par un grand changement de la pression. Dans la conduite de charge dans le cas total les changements brusques de la vitesse du mouvement de l'eau peuvent apparaitre dans les installations pompage a la mise en marche, a l'arret et au reglage. Les hesitations particulierement dangereuses de la pression sont observees a l'arret soudain de la pompe [1, 2].
Le compte du coup de belier pour le cas d’arret de la pompe est produit aux admissions suivantes principales:
le changement de la vitesse du courant se passe instantanement (le rotor sans inertie);
la resistance distribuee en longueur de la conduite se concentre dans un point;
la geometrie des tubes la constante sur toute la longueur, est transportee l'eau sans addition de l'air.
La construction des caracteristiques d'onde et du graphique des oscillations de la pression dans le temps
On peut analyser le proces en cas de l'arret instantane de la pompe par le moyen graphique analytique. La section initiale de la conduite coincide avec le clapet de non-retour 3 (figure 1). Au moment du temps 0 il y a un changement de la vitesse du courant et du debit de la signification de travail a zero.
Au moment du temps t = 0,0 l’etat du courant est defini par le point d'intersection des caracteristiques de la pompe et du reseau c'est-a-dire, la hauteur stationnaire dans le systeme est egale HA, mais le debit est egale QA et se passe une fermeture instantanee du clapet de non-retour disposee dans la section initiale de la conduite.
Le temps de l'elimination de la distance entre la section initial et la section final est egale L/c (c - la vitesse de propagation de l'onde de choc, m/s; L - la longueur de la conduite, m). L'onde de choc se deplace par la direction du courant et se forme par les sauts de la pression. Elle se definit par la caracteristique ondulatoire А-В. L’etat du courant au debut de la conduite se defini par le point В au moment du temps t = 0,0.
Ensuite l'onde de choc se deplace selon le courant (la caracteristique directe), et arrive a la section finale avec les parametres du point C. Ensuite l'onde de choc se deplace contre le courant, et arrive a la section initiale de nouveau dans un temps 2L/c du debut du proces. Les parametres du regime sont definis par le point D. Les points E, F, G etc definissent analogiquement. Nous inscrirons les equations des caracteristiques d'onde pour ce cas. La ligne A-B:
La coordonnee du point B - НВ (QB = 0) est compte selon cette equation. Ensuite il est facile de joindre les points A et B et recevoir la caracteristique d'onde de la conduite.
La vitesse de propagation de l'onde de choc peut etre comptee selon la formule (2) [3, 4]:
Ou: Еж - le module de l'elasticite de l'eau, 2,05•109 Pа; Е - le module de l'elasticite de l'acier, 1•1011 Pа; δ - l'epaisseur de la paroi du tube, m; ρ - la densite de l'eau de, kg/m3; d - le diametre interieur des tubes, m.
Les coordonnees du point C sont definies du systeme des equations:
La decision commune des equations 3 permet de definir les coordonnees du point C - НС et QC.
On peut definir la coordonnee du point D - НD (QD = 0) de l'equation 4:
Les autres lignes du compte graphique sont construites selon le principe qui est amene ci-dessus.
Figure 2 - Definition des caracteristiques d'onde.
On decrive la physique du proces du coup de belier ainsi. Apres l'arret instantane de la pompe et la fermeture du clapet de non-retour dans la zone de pres du clapet de non-retour, se forme la pression reduite. Puisque le liquide reel se comprime, de l'arret instantane de toute la masse du liquide dans la conduite ne se passera pas, mais la zone de la pression reduite se repandra selon la direction du courant avec la vitesse c et atteindra le bout de la conduite au temps L/c. Mais un tel etat non equilibre, et les particules de l'eau du reservoir se deplacent a la conduite. Dans le temps L/c dans toute la conduite s'etablira la pression initiale. Cependant, a cause d’inertie, le mouvement des particules de l'eau ne cesse pas, la pression pres du clapet de non-retour augmente et l’onde de la surpression commencera a se repandre du clapet de non-retour au reservoir. Dans un temps 3L/c elle atteindra le reservoir. Dans ce cas l'energie cinetique du liquide fait le travail de la deformation avec la signe opposee. Mais l'etat du tube et le liquide dans cette phase ne sera pas aussi d'equilibre, et les particules du liquide se deplacent au reservoir, en reduisant la pression dans le tube. L'onde de choc de la pression reduit se deplace vers le clapet de non-retour. Dans le temps 4L/c on restaure la position initiale. Ce temps s'appelle la periode du coup de belier. Cette periode comprend deux phases. La premiere phase est egale 2L/c, quand la pression pres du clapet de non-retour moins que celle de travail, deuxieme - la meme duree, quand la pression pres du clapet de non-retour est plus grande que celle de travail [5, 6].
Sur la figure 3 on montre le proces de l'oscillation de la pression dans le temps, au point derriere la soupape inverse.
On definit en resume le coefficient de l'augmentation de la pression :
K = HD/HA.
Figure 3 - Les oscillations de la pression dans le temps